探究粉末冶金的發(fā)展及現(xiàn)狀

摘 要：粉末冶金是冶金和材料科學(xué)的一個(gè)分支，它是運(yùn)用金屬或金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料燒結(jié)，制造出各種金屬材料、復(fù)合出各種類型的產(chǎn)品。本篇文章將從粉末冶金的發(fā)展與探究出發(fā)，對(duì)其進(jìn)行探討，為今后學(xué)者們面對(duì)問(wèn)題時(shí)的處理與解決提供了參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：粉末冶金；發(fā)展；探究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.06.011

1 粉末冶金的起源與概述

1.1 粉末冶金的起源

在1930年代，螺旋磨削后還原鐵粉，因此鐵粉和碳粉制成的鐵基粉末冶金方法的機(jī)械零件獲得快速發(fā)展。 第二次世界大戰(zhàn)后，粉末冶金技術(shù)就得到了快速發(fā)展，新的生產(chǎn)技術(shù)和技術(shù)設(shè)備，許多新材料和產(chǎn)品可以衍生出一些特殊材料的制造領(lǐng)域，成為現(xiàn)代工業(yè)的重要組成部分。

1.2 粉末冶金的概述

粉末冶金是一項(xiàng)能將金屬粉末或金屬粉末（或金屬粉末和非金屬粉末的混合物）作為原料燒結(jié)，制造出金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型的產(chǎn)品技術(shù)。粉末冶金方法和生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，都是粉末燒結(jié)技術(shù)的一部分，因此，一系列粉末冶金新技術(shù)也可用于陶瓷材料的制備。由于粉末冶金技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，它已成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵性新材料，在整個(gè)工程系統(tǒng)領(lǐng)域的發(fā)展中發(fā)揮關(guān)鍵作用。但是從定義上說(shuō)粉末冶金產(chǎn)品往往是遠(yuǎn)超出了材料和冶金的范圍，通?？缭蕉鄠€(gè)學(xué)科（材料、冶金、機(jī)械、力學(xué)等）的技術(shù)。特別是現(xiàn)代金屬粉末3 d打印技術(shù)，集機(jī)械工程、AUTOCAD、逆向工程技術(shù)，分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)共同與粉末冶金產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)入一個(gè)更全面的現(xiàn)代技術(shù)的學(xué)科。

2 我國(guó)粉末冶金面臨的技術(shù)難題

我國(guó)冶金技術(shù)目前的困難，是如何積極培育自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力的團(tuán)隊(duì)已成為國(guó)家和企業(yè)急需的解決問(wèn)題。我們都知道汽車零部件核心技術(shù)的價(jià)值所在，高價(jià)值主要包括：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣閥，發(fā)動(dòng)機(jī)連桿，傳動(dòng)齒輪同步器錐環(huán)和泵在主從動(dòng)齒輪等等。在這些零部件中，主流技術(shù)，粉末冶金技術(shù)。如：連桿是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一，許多進(jìn)口車型的繪圖規(guī)則都有連桿疲勞試驗(yàn)載荷，而且載荷下的載荷疲勞循環(huán)次數(shù)每年超過(guò)500多萬(wàn)次。而國(guó)產(chǎn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)連桿鍛造鋼連桿和連桿疲勞鑄造用途大多數(shù)次大于500000周以上是比較困難的，因?yàn)槠囦摬考倪B桿沒(méi)有切割，微小缺陷對(duì)連桿的疲勞壽命影響較大。國(guó)外主流主要采用粉末鍛造，如：別克汽車，德國(guó)的寶馬，GNK公司制造的連桿甚至達(dá)到了1041MPa的抗拉強(qiáng)度。因此，要培養(yǎng)自己的核心競(jìng)爭(zhēng)力，首先必須加強(qiáng)對(duì)粉末冶金技術(shù)的發(fā)展，加強(qiáng)國(guó)內(nèi)零部件的競(jìng)爭(zhēng)力，從技術(shù)薄弱為突破點(diǎn)。

3 粉末冶金在我國(guó)工業(yè)家族中的布局與現(xiàn)狀

3.1 布局

根據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，34家企業(yè)有國(guó)內(nèi)大中型粉末冶金生產(chǎn)（占全國(guó)64%），53家企業(yè)數(shù)量累計(jì)產(chǎn)量長(zhǎng)期53家企業(yè)生產(chǎn)比重高達(dá)85% ，大多數(shù)都是粉末冶金部件制造商有34家公司專注于進(jìn)行改革發(fā)展。 在過(guò)去十年中，我國(guó)受益于汽車生產(chǎn)的增長(zhǎng)，汽車用粉末冶金零件的需求也呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的局面。 未來(lái)，除了汽車工業(yè)本身的成長(zhǎng)，粉末冶金部件的需求也將從雙重替代進(jìn)口替代和加工零件更換中受益，粉末冶金用量將得到明顯改善，保護(hù)傳統(tǒng)粉末冶金汽車備件的需求將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。自2008年以來(lái)，從行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，由于價(jià)格優(yōu)勢(shì)，世界粉末冶金生產(chǎn)焦點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)向中國(guó)，日本的生產(chǎn)，有明顯的下降。根據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)在34家粉末冶金企業(yè)生產(chǎn)基地，2009/2010/2011粉末冶金自行車用量分別為3.1 / 3.6 / 3.76 kg / m，消費(fèi)增長(zhǎng)趨勢(shì)明顯，2011年略有下降，2012年并恢復(fù)到3.71 kg / m的水平。行業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為，考慮到車輛節(jié)能，產(chǎn)品輕便和精確的吸引力，隨著中國(guó)粉末冶金生產(chǎn)企業(yè)的未來(lái)規(guī)模大，技術(shù)加強(qiáng)的成本優(yōu)勢(shì)仍強(qiáng)，進(jìn)口替代粉末冶金零件在需求增長(zhǎng)的趨勢(shì)下將繼續(xù)發(fā)生。

3.2 現(xiàn)狀

根據(jù)中國(guó)研究結(jié)果，2017年我國(guó)粉末冶金產(chǎn)品的平均自行車用量至少為8公斤，這個(gè)差異不從國(guó)外計(jì)算粉末冶金用量（進(jìn)口或部分裝配件）的發(fā)動(dòng)機(jī)，這部分進(jìn)口替代需求構(gòu)成了粉末冶金部件未來(lái)需求增長(zhǎng)的一部分。我們保守估計(jì)，未來(lái)車輛本地化的粉末冶金的更換率約為自行車用量的7% - 9%。研究及相關(guān)原材料，輔助材料，各種粉末制備，燒結(jié)設(shè)備制造設(shè)備的生產(chǎn)。 產(chǎn)品包括軸承，齒輪，硬質(zhì)合金刀具，模具，摩擦產(chǎn)品等。 軍事企業(yè)，采用粉末冶金技術(shù)生產(chǎn)鎧裝穿刺魚(yú)雷，制動(dòng)副坦克等飛機(jī)的重型武器裝備。 粉末冶金汽車零部件近年來(lái)已成為粉末冶金工業(yè)在中國(guó)最大的市場(chǎng)，約60%的汽車零件用于粉末冶金零件。

4 粉末冶金在我國(guó)的發(fā)展前景

4.1 發(fā)展

粉末冶金工業(yè)在中國(guó)已經(jīng)有近十幾年的快速發(fā)展，但與國(guó)外工業(yè)仍存在差距如：企業(yè)規(guī)模小，經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)，與國(guó)外企業(yè)長(zhǎng)距離。 各種產(chǎn)品交叉，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈。況且大多數(shù)企業(yè)缺乏技術(shù)支持，研發(fā)能力，產(chǎn)品規(guī)模低，難以與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)。加工設(shè)備及配套設(shè)施落后。產(chǎn)品的出口貿(mào)易渠道常被限制。

4.2 前景

隨著中國(guó)加入了世界貿(mào)易組織，上述問(wèn)題已顯著經(jīng)改善，因?yàn)榧尤胧澜缳Q(mào)易組織后，國(guó)際市場(chǎng)將逐漸使粉末冶金市場(chǎng)將進(jìn)一步得到擴(kuò)大的機(jī)會(huì)。與此同時(shí)，越來(lái)越多的企業(yè)在引入粉末冶金和相關(guān)技術(shù)水平的外國(guó)資本和技術(shù)，我國(guó)冶金項(xiàng)目有就是這樣得到改善和發(fā)展的。依據(jù)目前的數(shù)據(jù)，我國(guó)的粉末冶金零件與各項(xiàng)產(chǎn)值超過(guò)55.1億人民幣，占全球市場(chǎng)份額非常的小，根據(jù)我國(guó)國(guó)粉末冶金制造業(yè)在2014年和2018年生產(chǎn)報(bào)告和銷售記錄預(yù)測(cè)出轉(zhuǎn)型的升級(jí)空間等。中國(guó)粉末冶金行業(yè)中的54家企業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2013年我國(guó)粉末冶金零部件的生產(chǎn)總值實(shí)現(xiàn)了主營(yíng)業(yè)務(wù)收入484.11億元，增長(zhǎng)40左右同比增長(zhǎng)了2個(gè)百分點(diǎn)，利潤(rùn)為7.6億元人民幣，是去年同期的兩倍左右。在生產(chǎn)粉末冶金零部件行業(yè)里頭實(shí)現(xiàn)了工業(yè)產(chǎn)值突破了57億多元人民幣，其中新產(chǎn)品的產(chǎn)值達(dá)到了7.3億RMB，新產(chǎn)品（新產(chǎn)品輸出/工業(yè)產(chǎn)值）所占比例為14.4%。且行業(yè)銷售產(chǎn)值達(dá)到57.73億元RMB，其中出口價(jià)值8.28億元RMB，出口交付價(jià)值/工業(yè)銷售價(jià)值的21.62%。從生產(chǎn)規(guī)模和銷售規(guī)模分析，根據(jù)中國(guó)粉末冶金協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)粉末冶金零部件的行業(yè)產(chǎn)量2.61142億噸，增長(zhǎng)49.31%；銷售了182萬(wàn)噸左右，增長(zhǎng)63.75%。先后通過(guò)引進(jìn)了國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和自主發(fā)展創(chuàng)新，在我國(guó)粉末冶金工業(yè)的新技術(shù)的表現(xiàn)和快速發(fā)展的趨勢(shì)下，在各種我國(guó)的機(jī)械通用零部件行業(yè)里，粉末冶金行業(yè)是這一年增長(zhǎng)和發(fā)展得最快的一個(gè)產(chǎn)業(yè)，我國(guó)家的GDP增長(zhǎng)率是36.12%。當(dāng)下全球制造業(yè)迅速轉(zhuǎn)移到中國(guó)的步伐正在加速，各種汽車工業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展都離不開(kāi)粉末冶金的各項(xiàng)技術(shù)，因此。粉末冶金行業(yè)的發(fā)展給各種行業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了一個(gè)個(gè)有利的機(jī)會(huì)和良好的市場(chǎng)空間。所以，我國(guó)將粉末冶金產(chǎn)業(yè)列為了我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的行業(yè)，并鼓勵(lì)外企和投資公司對(duì)其進(jìn)行大力發(fā)展。

5 結(jié)束語(yǔ)

粉末冶金工業(yè)是機(jī)械工業(yè)在重要零部件制造中的基礎(chǔ)。 近年來(lái)，中國(guó)自行發(fā)展通過(guò)不斷引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和創(chuàng)新，粉末冶金工業(yè)和技術(shù)在中國(guó)的組合顯示出了快速發(fā)展的趨勢(shì)，是中國(guó)機(jī)械通用部件行業(yè)增長(zhǎng)最快的行業(yè)之一。 在中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展中，特別是在中國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁的推動(dòng)下，中國(guó)粉末冶金行業(yè)增長(zhǎng)強(qiáng)勁。 粉末冶金汽車配件占45%以上，粉末冶金汽車配件成為中國(guó)粉末冶金行業(yè)最大的市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張福明，錢(qián)世崇，殷瑞鈺.鋼鐵廠流程結(jié)構(gòu)優(yōu)化與高爐大型化[J].鋼鐵，2012（07）.

[2]張福明，崔幸超，張德國(guó)，羅伯鋼，魏鋼，韓麗敏.首鋼京唐煉鋼廠新一代工藝流程與應(yīng)用實(shí)踐[J].煉鋼，2012（02）.

[3]殷瑞鈺.高效率、低成本潔凈鋼“制造平臺(tái)”集成技術(shù)及其動(dòng)態(tài)運(yùn)行[J].鋼鐵，2012（01）.

[4]顧里云.首鋼京唐鋼鐵公司能源管控系統(tǒng)建設(shè)的理論與實(shí)踐[J].冶金自動(dòng)化，2011（03）.

[5]張福明.大型高爐煤氣干式布袋除塵技術(shù)研究[J].煉鐵，2011（01）.

作者簡(jiǎn)介：梁靜（1994-），女，貴州綏陽(yáng)人，本科在讀，研究方向：冶金工程。